试想一下，在寒冷的冬天当你驱车到达公司楼下时，安全系统能够为你放行，并自动分配停车位;当你走进办公室，LED射灯和台灯已经开启，并且完全符合你喜欢的亮度水平，而且办公室的温度也符合你的个人偏好;当你走近电脑时，它已经自动登录，一天的工作顺利开始。楼宇会根据你的需求作出回应、同时考虑到你的偏好，可见系统的利用相当有效。那么，如何使得这一设想成为现实?
答案是利用蓝牙mesh网络。有了蓝牙mesh，用户可以从mesh照明系统开始添加占位传感器、环境传感器、无线温控系统和基于mesh的停车场管理系统。蓝牙mesh网络能够更简单、以更低的成本来进行楼宇服务的控制、与其进行无线交互、并实现自动化的操作。
关于蓝牙mesh
你一定想知道：智能楼宇系统如何通过蓝牙mesh进行组网?我们需要先了解一下什么是蓝牙mesh?
蓝牙mesh是2017年推出的一个新的标准， 多对多的多跳拓扑结构。不需要新的蓝牙硬件，以洪水/波纹 (flooding/ripple) 方式进行广播和中继，主要用于传输信号而不是大型数据， 大大扩展了传输范围。
蓝牙mesh的7个要素：
设备和节点：当用户想跟踪一个设备，可以将其设为节点;
元素：一些节点具有多个组成部分，每个都能独立进行控制，这些部分被称为“元素”;
订阅和发布：使用这一机制，用户就可以在整个网络当中任意添加或者删除设备，而不需要对网络当中的每一个设备进行程序更新;
图1:发布和订阅
可控性的广播机制：通过满足一系列的条件来使得这个广播信息在网络中以节能、可控的方式进行数据的传递;
低功耗：在蓝牙Mesh网络中还有一类节点是专门为低功耗节点服务的，其具有Friend特性，也可以称为Friend节点。Friend节点与低功耗节点可以建立Friendship关系;
代理：蓝牙mesh使用了广播机制，但是出于某种考虑，不是所有广播数据包都开放给开发者，开发者无法进行修改，因此手机接入mesh网络时需要使用代理机制;
多级安全性：蓝牙mesh网络使用了非对称加密和对称加密两种机制，还使用了带外验证的方法，目的就是保证今后的应用能够为用户提供一个具有高安全性的方案。
蓝牙mesh架构
图2:蓝牙mesh架构
如上图2所示，mesh消息需要基础的通信系统来进行传输和接收。承载层定义了网络PDU如何由给定的通信系统进行处理，这时定义了两个承载层，即广播承载层和GATT承载层。网络层定义各种消息地址类型，以及允许承载层传送传输层PDU的mesh消息格式。底层传输层从上层传输层接收PDU，并将其发送到对等设备的底层传输层。上层传输层负责对传入和传出接入层的应用数据进行加密、解密和认证。访问层负责定义应用如何利用上层传输层，包括:定义应用数据的格式，定义并控制在上层传输层执行的加密和解密过程。在将数据上传到堆栈之前，对来自上层传输层的数据进行验证，判断其是否适用于该网络和应用。 基础模型层负责mesh网络的配置和管理相关模型的实施。模型层涉及模型的实施，因此涉及一个或多个模型规格中定义的行为、消息、状态、状态绑定等的实现。
在安全方面，蓝牙mesh采用了一种安全性架构，包括：在配置期间进行身份验证;多层保护，在网络层和应用层均实施了加密和认证;重放保护，包括IV 索引(32 位)、序列号(24 位)、IV 索引更新过程;密钥刷新，设立节点黑名单，这能够解决部署大型无线设备网络的公司所面临的安全性问题。
Zephyr* OS 支持蓝牙mesh
智能楼宇包含数量庞大的组网设备，它们并非都是功能单一的元素，其中功能复杂的物联网设备需要搭载合适的操作系统，才能为用户提供优异的性能。Zephyr作为一款专门为资源受限设备推出的物联网操作系统，其具有开源性、模块化、可配置的优点，自推出以来受到越来越多开发者的关注，并逐步被各种物联网设备所采用。为了满足物联网的碎片化需求，Zephyr操作系统尽可能支持多种架构，目前包括ARM、x86、ARC、NIOS-II、RISC-V、Xtensa六种架构。
那么，这些搭载Zephyr操作系统的物联网设备能否被添加到蓝牙mesh网络中呢?答案是肯定的。Zephyr 操作系统从1.9 版本开始支持蓝牙mesh，实现了所有强制特性，并针对其它多种实施方案进行了测试，现已移植到 MyNewt，并且已将多个重要的修复程序移植回 Zephyr 中，可使用许多流行的开发板进行支持 Zephyr 的演示。
在资源占用方面，Zephyr操作系统占用的 RAM 极小(包含网格的整个操作系统)只有约 12kB，甚至适用于受限最严格的 16k 开发板，比如 BBC micro:bit，可见非常适合资源受限的物联网设备进行安装。
Linux* 支持蓝牙mesh
除了Zephyr操作系统，Linux操作系统也开始支持蓝牙mesh。其在BlueZ 5.47 中发布了 meshctl 工具，包括GATT 客户端和PB-GATT 配备设备。在用户空间 (BlueZ) 和内核中持续运行，在内核中管理广播和扫描，通过管理 API 扩展来实现控制，用户空间中的其他所有资源几乎都已网格化。
未来，网格供应商 HCI 扩展将得到 Linux 和 Zephyr 支持，同时增加更多针对 Zephyr 好友支持的特性，提供更多标准模型，使用各种开发板进行更多演示。
关于Zephyr
Zephyr 项目是一款小型且可扩展的操作系统，尤其适用于资源受限的硬件系统，可支持多种架构;该系统高度开源，对于开发人员社区完全开放，开发人员可根据需要对该系统进行二次开发，以支持最新硬件、工具和设备驱动程序;该系统高度模块化平台，可轻松集成任何架构的第三方库和嵌入式设备。
